Vom fi bucuroși să vă vedem printre absolvenții noștri și șoferii pricepuți!
Masina se deplasează la o anumită viteză ca urmare a acțiunii forțelor motrice și forțelor care rezistă mișcării (figura 1).
Forțele care împiedică mișcarea mașinii includ: forțele de rezistență la rulare Pf. rezistență, creată de creșterea drumului Ra. rezistența la aer Pw. rezistența forțelor de inerție Pj. Pentru a depăși aceste forțe, mașina este echipată cu o sursă de energie - motorul. Cuplul rezultat din motor este transmis prin tren electric și semi-ax la roțile motoare ale mașinii. Rotația lor este împiedicată de forța de frecare care apare între roți și suprafața drumului.
În timpul rotației, roțile motrice creează forțe circumferențiale care acționează pe drum, încercând să o împingă înapoi. Drumul, la rândul său, are o reacție egală (reacție tangențială) la roți, ceea ce face ca mașina să se miște.
Forța care conduce mașina este numită forță de tracțiune și se numește Ph. Relația dintre aceste cantități sau condiția limitativă a mișcării vehiculului, la care se asigură un echilibru între forța de tracțiune și forțele de tracțiune, poate fi exprimată prin formula
Această ecuație este numită ecuația balanței de tracțiune și ne permite să stabilim modul în care forța de tracțiune este distribuită pe diferite tipuri de rezistență.
Rezistența la rulare a anvelopei de-a lungul drumului este o consecință a consumului de energie pe pierderile de histereză (internă) din anvelopă și pe formarea pierderilor de șină (externe). În plus, o parte din energie este pierdută ca urmare a frecarii suprafeței anvelopei pe șosea, a rezistenței lagărelor butucilor roților motoare și a rezistenței aerului la rotirea roților. Având în vedere complexitatea luării în considerare a tuturor factorilor, rezistența la rulare a roților unei mașini este estimată la costurile totale, având în vedere rezistența la rulare a vehiculului exterior. Când rulați o roată elastică pe un drum solid, pierderile externe sunt nesemnificative. Straturile din partea inferioară a magistralei sunt apoi comprimate, apoi întinse. Între particulele separate ale anvelopei există frecare, căldură este generată, care este disipată, iar lucrarea petrecută pe deformarea anvelopei nu se întoarce complet în timpul restaurării ulterioare a formei anvelopei. Când roata elastică se rotește, deformările din partea anterioară a anvelopei cresc, iar în spate - scăderea.
Când roata rigidă se rotește de-a lungul unui drum moale deformabil (pământ, zăpadă), tulpina anvelopei este practic absentă și energia este consumată numai pe deformarea drumului. Roata se taie în pământ, o strânge lateral, comprimă particulele individuale, formând un șanț.
Atunci când roata deformată se rotește de-a lungul unui drum moale, energia este folosită pentru a depăși atât pierderile interne, cât și cele externe.
Atunci când rulați o roată elastică de-a lungul unui drum moale, deformarea sa este mai mică decât atunci când se rostogolește pe un drum solid, iar deformarea terenului este mai mică decât atunci când se rostogolește una rigidă de-a lungul aceluiași sol.
Valoarea forței rezistenței la rulare poate fi determinată din formula
Pf este forța de rezistență la rulare;
G - greutatea vehiculului;
a este unghiul care caracterizează abrupta ascensiunii sau coborârii;
f - coeficientul de rezistență la rulare, care ține seama de efectul forțelor de deformare a pneurilor și a acoperirilor, precum și de frecare între ele în diferite condiții de drum.
Coeficientul de rezistență la rulare variază de la 0,012 (acoperiș din beton asfaltic) până la 0,3 (nisip uscat).
Fig. 1. Forțele care acționează asupra unei mașini în mișcare
Rezistență la recuperare. Drumurile constau în creșteri și coborâri alternante și, foarte rar, secțiuni orizontale de lungime mare. Abrupta ascensiunii se caracterizează prin magnitudinea unghiului a (în grade) sau a pantei drumului t, care este raportul dintre excesul de H și poziția B (a se vedea figura 1):
Greutatea mașinii G, care se mișcă în ascensiune, poate fi descompusă în două forțe: G sina, paralel cu drumul și Gcosa, perpendicular pe drum. Forța G sin a se numește forța de tracțiune și este desemnată Pa.
Pe drumurile cu suprafață tare, unghiurile de înălțime sunt mici și nu depășesc 4 până la 5 °. Pentru astfel de unghiuri mici, putem presupune
sin a, apoi Pa = G sin a = Gi.
Când conduceți pe o coborâre, forța Pa are direcția opusă și acționează ca forță motrice. Unghiul a și panta i sunt considerate pozitive în creștere și negative atunci când mergi în jos.
Drumurile moderne nu au secțiuni clar definite cu o tendință constantă; profilul lor longitudinal are contururi netede. Pe aceste drumuri, panta și forța P se schimbă continuu în timpul deplasării mașinii.
Rezistența la nereguli. Nici o suprafață a drumului nu este absolut la nivel. Chiar și noile acoperiri din beton de ciment și asfalt au neregularități în înălțime și 1 cm. Sub efectul sarcinilor dinamice denivelări cresc rapid, reducând viteza autovehiculului prin reducerea duratei sale de viață și creșterea consumului de combustibil. Neuniformitatea creează rezistență suplimentară la mișcare.
Când roata lovește o bucată lungă, se lovește de fund și este aruncată. După un impact puternic, roata se poate desprinde de capac și se lovește din nou (deja dintr-o înălțime mai joasă), făcând vibrații amortizate. Deplasarea prin depresiuni scurte și proeminențe este asociată cu deformarea suplimentară a pneului sub acțiunea forței care are loc atunci când impactul este lovit împotriva inegalității. Astfel, mișcarea mașinii de-a lungul neregularităților rutiere este însoțită de un impact continuu al roților și oscilațiilor axelor și corpului. Ca urmare, se produce o disipare suplimentară a energiei în piesele de anvelope și suspensii, uneori atingând valori semnificative.
Se ia în considerare rezistența suplimentară provocată de neregularitățile rutiere, prin mărirea convențională a coeficientului de rezistență la rulare.
Valorile coeficientului de rezistență la rulare f și gradientul i caracterizează împreună calitatea drumului. Prin urmare, adesea se spune despre forța rezistenței drumului P, egală cu suma forțelor Pf și Pa:
P = Pf -f Pa = G (f cos a -f sin a)
Expresia în paranteze se numește coeficientul de rulare al drumului și este notată cu litera F. Apoi, forța de rulare a drumului
P = G (f cos a-f sin a) = G φ.
Rezistență la aer. Când mașina se deplasează, mediul aerian exercită rezistență. Costurile de energie pentru depășirea rezistenței la aer sunt alcătuite din următoarele valori:
- tragere, care apare ca urmare a diferenței de presiune dintre partea din față și cea din spate a autoturismului în mișcare (aproximativ 55 - 60% din rezistența totală la aer);
- rezistența creată de părțile proeminente: picioarele, aripile, plăcuța de înmatriculare (12-18%);
- Rezistența care apare atunci când aerul trece prin radiator și sub capotă (10-15%);
- frecarea suprafețelor exterioare pe straturile de aer din apropiere (8-10%);
- rezistenta cauzata de diferenta de presiune deasupra si sub masina (5 - 8%).
Odată cu creșterea vitezei de mișcare, rezistența la aer crește.
Remorcile provoacă o creștere a rezistenței la aer datorată unei mișcări semnificative a fluxurilor de aer între tractor și remorcă și, de asemenea, datorită creșterii suprafeței exterioare a fricțiunii. În medie, se poate presupune că utilizarea fiecărei remorci mărește această rezistență cu 25% în comparație cu o singură mașină.
Pe lângă forțele de rezistență la drum și aer, forțele de inerție P influențează mișcarea mașinii. Orice modificare a vitezei de mișcare este însoțită de depășirea forței de inerție, iar magnitudinea acesteia este cea mai mare, cu mai mult tapițată m,
Timpul de mișcare uniformă a mașinii este de obicei mic în comparație cu timpul total de funcționare a acesteia. De exemplu, atunci când lucrați în orașe, autoturismele se deplasează uniform între 15 și 25% din timp. De la 30% la 45% din timp necesită mișcare accelerată a mașinii și 30 - 40% - frânare și frânare. La pornirea și creșterea vitezei, mașina se mișcă cu accelerație - viteza ei este neuniformă. Cu cât mașina crește mai repede viteza, cu atât este mai mare accelerarea mașinii. Accelerația arată cum crește viteza mașinii în fiecare secundă. Practic, accelerația autovehiculului ajunge la 1 - 2 m / s2. Aceasta înseamnă că pentru fiecare secundă viteza va crește cu 1 - 2 m / s.
Forța de inerție se schimbă în timpul mișcării mașinii în conformitate cu modificarea accelerației. Pentru a depăși forța de inerție, o parte din forța de tracțiune este consumată. Cu toate acestea, în acele cazuri în care autovehiculul funcționează în coborâre după o accelerație preliminară sau în timpul frânării, forța de inerție acționează în direcția mișcării mașinii, acționând ca forță motrice. Având în vedere acest lucru, unele părți dificile ale drumului pot fi depășite cu o accelerare preliminară a mașinii.
Mărimea rezistenței la accelerație depinde de accelerarea mișcării. Cu cât mașina accelerează mai repede, cu atât este mai mare această forță. Valoarea sa se modifică chiar și atunci când porniți de la fața locului. Dacă mașina începe să se miște ușor, atunci această forță este aproape absentă și, cu un început ascuțit, poate chiar să depășească tracțiunea. Acest lucru duce la oprirea mașinii sau la deplasarea roților (în cazul unui coeficient de adeziune insuficient).
În timpul funcționării, autovehiculul se schimbă în mod continuu condițiile de trafic: tipul și starea acoperirii, magnitudinea și direcția pantei, forța și direcția vântului. Aceasta duce la o schimbare a vitezei mașinii. Chiar și în condițiile cele mai favorabile (de circulație pe autostrăzi îmbunătățite orașe și orașe din afara), viteza vehiculului și forța de tracțiune rareori rămân neschimbate, pentru o lungă perioadă de timp. Viteza pe mișcarea de mijloc (definit ca raportul dintre distanța parcursă de timpul petrecut pe trecerea modului contra cronometru se oprește pe drum), în plus față de efectul forțelor de rezistență la impact este destul de un număr mare de factori. Acestea includ: lățimea carosabilului, trafic, iluminat rutier, condițiile meteorologice (ceață, ploaie), prezența unor zone periculoase (treceri de cale ferată, congestie pietonală), stare, etc ...
În condiții dificile de drum, se poate întâmpla ca suma tuturor forțelor de rezistență să depășească forța de tragere, atunci mișcarea mașinii va fi încetinită și se poate opri dacă șoferul nu ia măsurile necesare.
Cuplarea unei roți a mașinii cu drumul
Pentru a deplasa o mașină staționară, nu este suficientă forța de tracțiune. Există încă o frecare între roți și drum. Cu alte cuvinte, mașina se poate mișca numai dacă roțile motoare aderă la suprafața drumului. La rândul său, forța de prindere depinde de greutatea de cuplare a Gv, adică de sarcina verticală pe roțile motoare. Cu cât sarcina verticală este mai mare, cu atât forța de aderență este mai mare:
unde Pcc este forța de tracțiune a roților cu drumul, kgf; Ф este coeficientul de aderență; GK - greutate de cuplare, kgf. Starea de mișcare fără rotirea roților
adică dacă forța de tracțiune este mai mică decât forța ambreiajului, atunci roata motoarelor se rotește fără alunecare. Cu toate acestea, dacă forța de tracțiune este aplicată pe roțile motoare, mai mare decât forța de tracțiune, vehiculul se poate mișca numai cu roțile motoare care alunecă.
Coeficientul de aderență depinde de tipul și starea stratului de acoperire. Pe drumurile cu suprafață tare, valoarea coeficientului de aderență se datorează, în principal, frecării culisante dintre pneu și șosea și interacțiunii dintre particulele de rulare și microrozitatea acoperirii. Când se umezește o acoperire tare, coeficientul de aderență scade foarte mult, ceea ce se explică prin formarea unei pelicule dintr-un strat de sol și particule de apă. Filmul separă suprafețele de frecare, slăbind interacțiunea dintre anvelope și acoperire și reducând coeficientul de aderență. Atunci când anvelopele se aliniază de-a lungul drumului în zona de contact, este posibilă formarea de pene hidrodinamice elementare care determină ca elementele de anvelope să se ridice deasupra microprotruziunilor acoperirii. Contactul direct al anvelopei și al șoselei în aceste locuri este înlocuit de frecare lichidă, la care coeficientul de aderență este minim.
Pe drumurile deformabile, coeficientul de aderență depinde de rezistența solului la tăiere și de mărimea frecarii interne în sol. Proeminențele protectorului roții de rulare, care se scufundă în pământ, se deformează și se compactează, ceea ce determină o creștere a rezistenței la forfecare. Cu toate acestea, după o anumită limită, începe distrugerea solului, iar coeficientul de aderență scade.
Valoarea coeficientului de aderență este, de asemenea, influențată de modelul benzii de rulare a anvelopei. Anvelopele autoturismelor au un protector cu un model mic, care asigură o bună aderență pe suprafețele dure. Anvelopele au un model mare de rulare cu proeminențe largi și înalte. În timpul mișcării, urechile au lovit solul, îmbunătățind permeabilitatea mașinii. Îmbinarea proeminențelor în timpul funcționării agravează aderența pneului la drum.
Când anvelopa se aliniază complet pe drum (alunecarea roților motoare sau a roților de frânare), valoarea lui u poate fi cu 10-25% mai mică decât cea maximă. Coeficientul aderenței transversale depinde de aceiași factori și de obicei se consideră a fi 0,7F. Valorile medii ale coeficientului de aderență variază de la 0,1 (acoperire înghețată) la 0,8 (acoperiș uscat de asfalt și beton de ciment).
Cuplarea anvelopei pe șosea este de o importanță capitală pentru siguranța traficului, deoarece limitează posibilitatea unei frânări intense și a unei mișcări constante a autovehiculului fără alunecare.
Valoarea insuficientă a coeficientului de aderență este de 16%, iar în perioadele nefavorabile ale anului - până la 70% din accidentele rutiere din numărul total. Comisia Internațională pentru combaterea alunecării suprafețelor rutiere a constatat că valoarea coeficientului de aderență pentru condițiile de siguranță a traficului nu trebuie să fie mai mică de 0,4.
Articole similare
-
Sfaturi pentru șoferi în caz de situații de urgență în timpul conducerii
-
Puterea inerției - conducerea unei mașini în condiții dificile de drum - sfaturi experimentate
Trimiteți-le prietenilor: